Die Mathe-Redaktion - 22.05.2013 21:38
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Elementare Zahlentheorie » Zahlentheoretische Funktionen » Hilbert-Symbole
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Universität/Hochschule Hilbert-Symbole
zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Themenstart: 2012-07-05 14:21


Ich habe eine konkrete Frage, die ich für einen Beweis benötige.

Welche rationale Zahlen kann man mit 2x²-5y² darstellen? Dafür benötige ich die Hilbert Symbole.
Also bringe ich es auf eine Form: 2x²-5y²-cz²=0.
Wobei c die rationale Zahl ist.
Nun brauche ich für die HilbertSymbole die bekannte Form: ax²+by²-z²=0. Die Minus machen mir kein Problem, jedoch stören die Koeffizienten. Da einer der Koeff -1 sein muss damit ich die Hilbert Symbole verwenden kann. Wie kann ich das schaffen. Mit dividieren würde ich Brüche bekommen...


[ Nachricht wurde editiert von zive am 05.07.2012 15:51:11 ]



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.1, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-05 14:25


@fru
hab die lösung der legendre symbole schon gefunden und das thema schnell geändert, weil diese frage etwas wichtiger ist. kann mir jemand wegen dem thema hier oben helfen?
[ Nachricht wurde editiert von zive am 05.07.2012 15:52:40 ]



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fru
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.2, eingetragen 2012-07-05 15:47


EDIT/on
Die folgende Antwort bezieht sich auf die ursprüngliche Aufgabenstellung, die mittlerweile vom Themenstarter vollständig gelöscht eek (und durch eine ganz andere ersetzt) wurde.
EDIT/off

Hallo Zive!

Anwenden des quadratischen Reziprozitätsgesetzes reduziert Deine Frage auf das (wesentlich einfachere!) Problem, alle Primzahlen zu finden, die modulo 5 zu einem Quadrat kongruent sind.

Liebe Grüße, Franz

[ Nachricht wurde editiert von fru am 05.07.2012 16:08:08 ]



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 14:18


hat niemand eine idee   :-?  



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.4, eingetragen 2012-07-06 14:33


Zuerst einmal wäre es hilfreich zu wissen, ob du ganzzahlige oder rationale Darstellbarkeit möchtest (nur letztere wird allein von quadratischen Hilbertsymbolen abgedeckt). Sofern wir also über IQ sind:
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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.5, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 15:21


2012-07-06 14:33 - ZetaX in Beitrag No. 4 schreibt:

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Wie kommst du auf diese Darstellung? Warum setzt du a'=ac, b'=bc und z'=cz? Wird hier nochmals die Gleichung mit c multipliziert oder?



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.6, eingetragen 2012-07-06 15:25


Ja, die andere Seite ist ja eh 0.



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.7, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 15:41


Nun komme ich auf eine Gleichung:

-10*c² + 3*c +1 = 0 mod 8 (kongruent Null mod 8)

Auflösen: c= -5 mod 8     und c=2 mod 8.  
Kann das sein? Oder habe ich da etwas falsch gemacht?



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.8, eingetragen 2012-07-06 16:28


c=2 ist jedenfalls keine Lösung mod 8. Wie genau ist diese Gleichung denn zustandegekommen¿



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.9, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 17:08


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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.10, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 17:19


Ok so komme ich auf die Gleichung:

Zuerst bringe ich es auf die Form die ich für die Hilbert Symbole brauche. So wie du es vorhin beschrieben hast. Also:

2cx² - 5cy² - z² = 0

Es gibt dann die Produktformel für Hilbertsymbole:
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[ Nachricht wurde editiert von zive am 06.07.2012 17:37:33 ]



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.11, eingetragen 2012-07-06 18:02


Wieso sollten 2c und -5c p-adische Einheiten sein¿ Das gilt nur wenn p kein Teiler von 10c ist.

Die Formel sollte desweiteren nur gelten, wenn beide Einträge ungerade sind, was hier nicht gegeben ist, da auf jeden Fall 2c und möglicherweise sogar -5c gerade ist.



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.12, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 18:32


Das erste stimmt, p könnte ja ein Teiler von 2c sein oder von -5c.
Die zweite Behauptung stimmt laut meiner Info nicht. Die Formel gilt sogar für gerade Einträge so viel ich weiß.

---
ausserdem ändert das für den Fall p=2 gar nichts. Passt diese Gleichung wenigstens?
[ Nachricht wurde editiert von zive am 06.07.2012 18:33:13 ]



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.13, eingetragen 2012-07-06 18:53


Für gerade Einträge ergibt die Formel doch nicht einmal Sinn, da der Exponent dann oftmals keine ganze Zahl ist. Was heißt es, dass dies für p=2 garnichts ändert¿ Die genannte Gleichung hat als einzige Lösung c=3=-5 mod 8, aber ich halte die Gleichung für irrelevant das eigentliche Problem betreffend.



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.14, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-06 21:04


Ok stimmt.
Nur wie würdest du das ganze Problem angehen?
Die Frage lautet:
Welche rationale Zahlen kann man mit 2x²-5y² darstellen?



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.15, eingetragen 2012-07-07 01:54


Nach Hasse-Minkowski ist es genau dann darstellbar, wenn es lokal darstellbar ist, also wenn alle lokalen Hilbertsymbole 1 sind. Die endlichen Primstellen welche nicht 10c teilen hast du ja schon behandelt, genauso die unendliche. p=2 kann man dann mit einer Fallunterscheidung abarbeiten (betrachte die zu lösende Gleichung erst einmal z.B. mod 8 und versuche herauszufinden, wann sie vermutlich lösbar ist), p=5 analog (und einfacher). Die restlichen p reduzieren sich dank Hensels Lemma auf ein Legendre-Symbol. Es gibt schon explizite Formeln, diese müsste man aber eigentlich erst einmal beweisen.



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.16, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-09 14:48


Welche Gleichung meinst du genau?
Diese: 2cx² - 5cy² - z² = 0 ??
2012-07-07 01:54 - ZetaX in Beitrag No. 15 schreibt:
 p=2 kann man dann mit einer Fallunterscheidung abarbeiten (betrachte die zu lösende Gleichung erst einmal z.B. mod 8 und versuche herauszufinden, wann sie vermutlich lösbar ist)

Welche restlichen p? Wir haben ja nun alle Fälle behandelt? Für 2, 5, alle anderen die nicht Teiler sind und für unendlich.
2012-07-07 01:54 - ZetaX in Beitrag No. 15 schreibt:
Die restlichen p reduzieren sich dank Hensels Lemma auf ein Legendre-Symbol. Es gibt schon explizite Formeln, diese müsste man aber eigentlich erst einmal beweisen.




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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.17, eingetragen 2012-07-09 15:01


Ja, diese Gleichung. Du musst ja für jedes einzelne p die Lösbarkeit entscheiden, und du hast bisher nichts zu den p|c gesagt.



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.18, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-09 15:07


Danke! Ich schau mal wie weit ich komme!



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.19, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-09 16:38


Schon bei p=2 hab ich einige Probleme..

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[ Nachricht wurde editiert von zive am 09.07.2012 16:53:55 ]



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ZetaX
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.20, eingetragen 2012-07-10 10:51


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[ Nachricht wurde editiert von ZetaX am 10.07.2012 10:52:23 ]



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zive
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Zum letzten BeitragZum nächsten BeitragZum vorigen BeitragZum erstem Beitrag  Beitrag No.21, vom Themenstarter, eingetragen 2012-07-11 20:13


So also:
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[ Nachricht wurde editiert von zive am 11.07.2012 20:14:31 ]



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